铁皮石斛离体培养生根调控研究进展

李红艳 孙亚楠

[摘 要] 本文简要介绍铁皮石斛的生长特征、药用价值等，并从基本培养基的种类、激素种类与浓度、矿物盐类的水平及培养基添加附加物等方面论述铁皮石斛离体培养生根调控进展情况，为人工大规模培育铁皮石斛提供技术支持。

[关键词] 铁皮石斛;离体培养;生根调控

[中图分类号] S567.239 [文献标识码] A [文章编号] 1674-7909（2020）28-93-2

1 铁皮石斛概况

石斛属（Dendrobium）属于兰科（Orchidaceae），是兰科的第二大属，全世界约有1 500种[1]，主要分布在热带、亚热带地区和太平洋岛屿。我国石斛属植物约有60种，主要分布在秦岭以南各省区，主产于西南、广西及长江流域等。石斛属植物为多年生附生植物，假鳞茎丛生，伸长呈茎状，一般多节，节间膨大成各种形状，肉质较硬;总状花序生茎上部节上，具花数朵或仅1朵，花大且艳丽。石斛开花多，但是结果很少，每果可含100万粒种子以上。其种子细如粉尘，每粒质量0.3～0.4 μg，在自然条件下发芽率一般不及5%。金钗石斛（Dendrobium nobile）、铁皮石斛（Dendrobium candidum Wall. ex Lindl.）、细茎石斛[Dendrobium moniliforme（L.） Sw.]等均为名贵药材。除药用价值外，石斛属植物也是重要的观赏植物，石斛花大美丽、气味芳香，受到了各国人民的喜爱，常用来栽培观赏。

铁皮石斛，一般附生在高山岩石壁上或森林树干上，对生存条件要求非常苛刻，其生存地一般为海拔500～1 000 m、相对湿度60%～75%、林间透光度60%、年降雨量1 100～1 500 mm的常绿阔叶林。在自然条件下，铁皮石斛较难开花和结果。而在栽培条件下，铁皮石斛从种子萌发到开花通常需要三四年[2]。铁皮石斛茎直立，呈圆柱形，长9.0～35.0 cm，直径2～4 mm，一般不分枝，具多节，节间长1.3～1.7 cm，常在茎中部以上互生3～5枚叶。铁皮石斛的花常为总状花序，一般从落叶的老茎上部发出，开出两三朵花。花苞片属于干膜质，卵形浅白色。花序轴回折状弯曲，花序柄的基部具两三枚短鞘。萼片和花瓣均为黄绿色，长圆状披针形，先端锐尖。侧萼片基部宽阔，萼囊圆锥形，末端为圆形。花梗和子房一般长2.0～2.5 cm。唇瓣白色，基部具有1个黄色或绿色的胼胝体，比萼片稍短，中部反折，卵状披针形，先端急尖。蕊柱黄绿色，长约3.0 mm，蕊柱足是带紫红色条纹的黄绿色，药帽白色，长卵状三角形，长约2.3 mm，顶端近锐尖且2裂。铁皮石斛的花期一般在3—6月。

铁皮石斛是我国传统名贵中药，俗称铁皮枫斗，在我国民间又称救命仙草，素来有“药中黄金”的美誉，被国际药用植物界称为“药界大熊猫”。早在1 000多年前的道家经典《道藏》中就将铁皮石斛、三两重人参、天山雪莲、百二十年首乌、花甲之茯苓、海底珍珠、深山灵芝和冬虫夏草等列为中华九大仙草，而铁皮石斛位居“中华九大仙草”之首。秦汉时期的《神农本草经》则认为铁皮石斛“主伤中、除痹、下气、补五脏虚劳羸瘦、强阴，久服厚肠胃”，其指出铁皮石斛具有生津、止渴、镇痛、消除水肿之功效，主治热病阴虚、胃弱、目暗、声音嘶哑等疾病，尤其对声带疲劳、声音嘶哑有非常特殊的疗效。《本草纲目》早就将铁皮石斛列为药用，称铁皮石斛“强阴益精，厚肠胃，补内绝不足，平胃气，长肌肉，益智除惊，轻身延年”。清代名医赵恕轩的《本草纲目拾遗》中也赞铁皮石斛为“滋阴补益珍品”。

进入20世纪80年代后，铁皮石斛的神奇药效受到了科技人员的重视和关注。我国许多医药学者和科研机构对铁皮石斛的药效进行了研究，如中山医科大学、福建中医学院等研究机构对铁皮石斛的功效和有效成分做了详细的研究。研究结果表明，铁皮石斛的药理作用主要表现在增强免疫细胞的作用，从而提高机体免疫的功能;能大幅度提高动物体内超氧化物歧化酶（SOD）水平，从而增强其抗衰老的功能，具有抗衰老作用;降低血糖，养阴生津，抗氧化，抗疲劳，耐缺氧，抑制肿瘤等。因此，铁皮石斛对治疗鼻咽癌、霍奇金病、非霍奇金淋巴瘤等多种癌症有非常好的疗效，是一类应用前景广阔的中药免疫增强剂，可作为新的抗癌药物用来治疗早期癌症。

2 铁皮石斛离体培养生根调控研究进展

石斛属植物优良的药用价值及观赏价值，使其应用范围迅速扩大，需求量不断增加。长期以来，人们使用的铁皮石斛都是依靠采挖野生资源。但是，由于近年来过度采伐利用、生态环境恶化，加之铁皮石斛自身生长缓慢、繁殖率低等，导致目前野生铁皮石斛已经濒临绝迹，早已被列为国家二级保护植物。目前，国内外关于石斛属植物试管生根调控的研究已有一些报道，有关文献报道了影响植物生根调控的因素主要有外植体材料的选择、基本培养基的种类、激素种类与浓度、矿物盐类的水平、培养基附加物、糖的种类与浓度、琼脂浓度和培养基pH值，微环境光照强度、光质、通气、湿度、温度，基因的导入与遗传转化等[3]。

仲磊等研究发现，铁皮石斛生根的最佳培养基为添加有BA与IAA（比例为2∶1）的培养基，培养15 d后铁皮石斛无根苗即可形成两三条不定根[4]。王碧琴等研究报道，铁皮石斛壮苗后在1/2MS+NAA 0.2～0.5 mg/L上诱导生根，生根率在90%以上[5]。蒋波等研究认为，铁皮石斛生根壮苗的最佳附加物为香蕉汁[6]。与此类似，张书萍等发现，在MS培养基中，铁皮石斛生根壮苗的最佳培养基是MS+6-BA 2 mg/L+20%香蕉汁[7]。通过比较不同浓度的6-BA对铁皮石斛的壮苗生根的影响发现，不添加6-BA的培养基中，石斛小苗发根迟、根数少，生根率低;而加入6-BA后可以明显提高生根率，特别是在6-BA 0.4 mg/L的培养基中小苗根数多、生根快。朱艳等研究表明，将铁皮石斛丛生芽培养于1/2MS+10%香蕉汁+0.5 AC的培养基上，诱导其生根的效果最佳[8]。陈继敏等在研究不同添加物对石斛兰生根壮苗的影响时发现，苹果汁对石斛兰生根壮苗的效果在水果添加物中最佳[9]。周俊辉等研究表明，将铁皮石斛试管芽培养于1.0 mg/L NAA的培养基上，诱导其生根的效果最佳[10]。陈兆贵等研究表明，将铁皮石斛试管芽培养于1/2MS+IBA 2.0 mg/L+水解酪蛋白500 mg/L+10%香蕉汁的培养基上，壮苗生根效果最佳，45 d生根率可达92%[11]。Martin等在石斛植物组织快繁研究中发现，1/2MS附加2.0 g/L活性炭对石斛的生根效果最佳[12]。諶红辉等在铁皮石斛组培快繁技术的研究试验中发现，将铁皮石斛组培苗培养在1/2MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 2.0 mg/L+IBA 2.0mg/L培养基中，铁皮石斛组培苗的生根率可达87%[13]。

3 结语

自植物细胞全能性理论在20世纪30年代被验证以来，植物组织培养得到迅速发展，尤其是近二三十年来，随着组织培养基础理论研究的进一步深入，组织培养技术的发展更为迅速，其应用范围也越来越大，药用植物组织培养技术应运而生。组织培养和快速繁殖已成为挽救濒危植物的一条重要途径。可以说，药用植物组织培养技术的应用给中药资源的可持续发展带来了非常广阔的前景。一些发达国家，如美国和日本，早在20多年前就已经看中了铁皮石斛的巨大功效，从而开始研究铁皮石斛组织培养技术。20世纪70年代开始，我国相关部门投入了大量人力、物力对其进行研究，在离体组织快繁培养中，提高生根率、幼苗生长率、壮苗率及多糖含量等方面都取得一定的成果。但如何稳定提高试管苗根系的分化率、生根速度及根的生长质量，保证试管苗入土成活仍是一个难题，已成为制约铁皮石斛快速繁殖和规模化生产的“瓶颈”，是有待攻破的技术难关。

参考文献

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[3]李胜，杨德龙，李唯，等.植物试管苗离体生根的研究进展[J].甘肃农业大学学报，2003（4）：373-384.

[4]仲磊，徐宏强，刘海一.铁皮石斛兰的袋式组织培养[J].林业科技开发，2006（4）：72-73.

[5]王碧琴，盖安俊.铁皮石斛的组织培养及快速繁殖[J].江西科学，2006（6）：479-480，484.

[6]蒋波，杨存亮，黄捷，等.铁皮石斛原球茎生长分化及生根壮苗研究[J].玉林师范学院学报，2005（3）：66-69.

[7]张书萍，白石，陈丽静.铁皮石斛的组织培养与快速繁殖[J].辽宁农业科学，2008（6）：12-15.

[8]朱艳，秦民坚.铁皮石斛茎段诱导丛生芽的研究[J].中国野生植物资源，2003（2）：56-57.

[9]陈继敏，蓝伟泉，陈旭敏，等.不同添加物对石斛兰壮苗生根的影响[J].北方园艺，2009（3）：78-81.

[10]周俊辉，钟雪锋，蔡丁稳.铁皮石斛的组织培养与快速繁殖研究[J].仲恺农业技术学院学报，2005（1）：23-26.

[11]陈兆贵，谭俊.不同激素配比对铁皮石斛组织培养的影响研究[J].惠州学院学报，2006（3）：11-14.

[12]Martin K P，Joseph Madassery. Rapid in vitro propagation of Dendrobium hybrids through direct shoot formation from foliar explants，and protocorm-like bodies[J].Scientia Horticulturae，2006（108）：95-99.

[13]諶红辉，冯昌林，吴天贵，等.铁皮石斛组培快繁技术研究[J].科技园地，2008（11）：9-10.